JP6809381B2 - Controllers for vacuum pumps, vacuum exhaust systems and exhaust systems - Google Patents
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Description
本発明は、真空ポンプ、真空排気システムおよび排気システム用コントローラに関する。 The present invention relates to a vacuum pump, a vacuum exhaust system and a controller for an exhaust system.
一般的に、真空チャンバを比較的高真空まで真空排気する場合、圧力計測には電離真空計が用いられる。電離真空計は、測定子と、測定子に接続される測定器とで構成される。測定子は、熱電子を放出するフィラメントと、熱電子を加速すると共に捕集するグリッドと、熱電子との衝突によりイオン化された気体分子のイオンを捕集するイオンコレクタとを有している。圧力計測を行う場合には、フィラメントを通電加熱し、そのときにイオンコレクタに流れるイオン電流を計測し、イオン電流の大きさに基づいて圧力を推定する。 Generally, when the vacuum chamber is evacuated to a relatively high vacuum, an ionization vacuum gauge is used for pressure measurement. The ionization vacuum gauge is composed of a stylus and a measuring instrument connected to the stylus. The stylus has a filament that emits thermions, a grid that accelerates and collects thermions, and an ion collector that collects ions of gas molecules ionized by collision with the thermions. When measuring the pressure, the filament is energized and heated, the ion current flowing through the ion collector at that time is measured, and the pressure is estimated based on the magnitude of the ion current.
電離真空は、大気圧に近い圧力においてフィラメントに通電するとフィラメントが焼損するという欠点を有している。そのため、市販の測定器には、圧力が高いとフィラメントに通電しないような保護回路を備えたものもある。 The ionization vacuum has a drawback that the filament burns out when the filament is energized at a pressure close to atmospheric pressure. Therefore, some commercially available measuring instruments are provided with a protection circuit that prevents the filament from being energized when the pressure is high.
ところで、フィラメントを通電状態にして高真空測定をしている際に、バルブの誤操作や大気突入等によりチャンバ内の圧力が急激に上昇した場合には、保護回路によるフィラメントオフ動作が間に合わずにフィラメントを焼損してしまう可能性があった。 By the way, when the filament is energized and high vacuum measurement is performed, if the pressure in the chamber suddenly rises due to an erroneous operation of the valve or the entry into the atmosphere, the filament off operation by the protection circuit cannot be completed in time. There was a possibility that it would burn out.
本発明の好ましい実施形態による真空ポンプは、ポンプロータの回転数を検出する回転数検出部と、電離真空計のフィラメント通電制御信号入力端子に接続される信号出力端子と、前記回転数検出部で検出された回転数が、ポンプロータの定格回転数よりも低い電離真空計のフィラメント焼損を防止できる通電下限回転数以上の場合には、フィラメント通電を許可する第１のフィラメント通電制御信号を生成し、前記通電下限回転数未満の場合にはフィラメント通電を禁止する第２のフィラメント通電制御信号を生成する信号生成部と、を備え、前記第１および第２のフィラメント通電制御信号を前記信号出力端子から出力する。
さらに好ましい実施形態では、前記通電下限回転数は、前記真空ポンプが接続された真空系に大気突入が生じた場合の圧力と回転数との相関データに基づいて設定される。
本発明の好ましい実施形態による真空排気システムは、前記実施形態の真空ポンプと、電離真空計と、を備える真空排気システムであって、前記電離真空計は、前記真空ポンプにより排気される真空チャンバの圧力を検出するセンサ部と、前記センサ部に設けられたフィラメントの通電を制御する制御部と、前記フィラメント通電制御信号入力端子と、を備え、前記制御部は、前記第１のフィラメント通電制御信号が入力されると前記フィラメントに通電し、前記第２のフィラメント通電制御信号が入力されると前記フィラメントの通電を停止する。
本発明の好ましい実施形態による真空排気システムは、真空チャンバの圧力を検出するセンサ部、および前記センサ部のフィラメントの通電を制御する制御部を有する電離真空計と、前記真空チャンバに接続され、ポンプロータの回転数情報を検出する検出部を有する真空ポンプと、前記回転数情報が前記真空ポンプから入力される排気システム用コントローラと、を備え、前記排気システム用コントローラは、前記回転数情報に基づいて、前記ポンプロータの回転数が、ポンプロータの定格回転数よりも低い電離真空計のフィラメント焼損を防止できる通電下限回転数以上であると判断した場合には、フィラメント通電を許可する第１のフィラメント通電制御信号を、前記通電下限回転数未満と判断した場合にはフィラメント通電を禁止する第２のフィラメント通電制御信号をそれぞれ前記制御部へ出力し、前記電離真空計の前記制御部は、前記第１のフィラメント通電制御信号が入力されると前記フィラメントに通電し、前記第２のフィラメント通電制御信号が入力されると前記フィラメントの通電を停止する。
本発明の好ましい実施形態による真空排気システムは、真空チャンバの圧力を検出するセンサ部、および前記センサ部のフィラメントの通電を制御する制御部を有する電離真空計と、前記真空チャンバに接続され、ポンプロータの回転数情報を検出する検出部を有する真空ポンプと、前記電離真空計に電力を供給する電力供給部を有し、前記回転数情報が前記真空ポンプから入力される排気システム用コントローラと、を備え、前記排気システム用コントローラは、前記回転数情報に基づいて、前記ポンプロータの回転数が、ポンプロータの定格回転数よりも低い電離真空計のフィラメント焼損を防止できる通電下限回転数以上であると判断した場合には、前記電力供給部から電力を供給し、通電下限回転数未満と判断した場合には前記電力供給部からの電力供給を停止する。
本発明の好ましい実施形態による排気システム用コントローラは、電離真空計の制御部へ出力する信号を生成する信号生成部を備え、ポンプロータの回転数情報が真空ポンプから入力される排気システム用コントローラであって、信号生成部は、前記回転数情報に基づいて、前記ポンプロータの回転数が、ポンプロータの定格回転数よりも低い電離真空計のフィラメント焼損を防止できる通電下限回転数以上であると判断した場合には、フィラメント通電を許可する第１のフィラメント通電制御信号を、前記通電下限回転数未満と判断した場合にはフィラメント通電を禁止する第２のフィラメント通電制御信号をそれぞれ生成する。
本発明の好ましい実施形態による排気システム用コントローラは、電離真空計に電力を供給する電力供給部を備え、ポンプロータの回転数情報が真空ポンプから入力される排気システム用コントローラであって、前記電力供給部は、前記回転数情報に基づいて、前記ポンプロータの回転数が、ポンプロータの定格回転数よりも低い電離真空計のフィラメント焼損を防止できる通電下限回転数以上であると判断した場合には前記電離真空計へ電力を供給し、前記通電下限回転数未満と判断した場合には前記電離真空計への電力供給を停止する。
The vacuum pump according to the preferred embodiment of the present invention has a rotation speed detection unit that detects the rotation speed of the pump rotor, a signal output terminal connected to the filament energization control signal input terminal of the ionization vacuum gauge, and the rotation speed detection unit. rotational speed detected is when the more energized lower limit engine speed which can prevent filament burnout of low ionization gauge than the rated speed of the pump rotor, generates a first filament current control signal for permitting a filament current , and a signal generator for generating a second filament current control signal for prohibiting the filament current in the case of less than the current lower limit rotation speed, the signal output terminal of said first and second filament current control signal Output from.
In a more preferred embodiment, the lower limit rotation speed of energization is set based on the correlation data between the pressure and the rotation speed when the vacuum system to which the vacuum pump is connected is rushed into the atmosphere.
The vacuum exhaust system according to a preferred embodiment of the present invention is a vacuum exhaust system including the vacuum pump of the embodiment and an ionization vacuum gauge, wherein the ionization vacuum gauge is a vacuum chamber exhausted by the vacuum pump. The sensor unit for detecting pressure, the control unit for controlling the energization of the filament provided in the sensor unit, and the filament energization control signal input terminal are provided, and the control unit is the first filament energization control signal. Is input, the filament is energized, and when the second filament energization control signal is input, energization of the filament is stopped.
The vacuum exhaust system according to a preferred embodiment of the present invention is connected to the vacuum chamber and is connected to a pump, an ionization vacuum gauge having a sensor unit for detecting the pressure in the vacuum chamber and a control unit for controlling the energization of the filament of the sensor unit. A vacuum pump having a detection unit for detecting rotor rotation speed information and an exhaust system controller in which the rotation speed information is input from the vacuum pump are provided, and the exhaust system controller is based on the rotation speed information. Te, the rotational speed of the pump rotor, the pump rotor when it is determined that the current lower limit engine speed above which can prevent filament burnout of low ionization gauge than the rated rotational speed, the first to allow filament current the filament current control signal, wherein when it is determined that less than current lower limit rotation speed outputs a second filament current control signal for prohibiting the filament current supply to each of said control unit, said control unit of the ionization gauge, the When the first filament energization control signal is input, the filament is energized, and when the second filament energization control signal is input, energization of the filament is stopped.
The vacuum exhaust system according to a preferred embodiment of the present invention is connected to the vacuum chamber and is connected to a pump and an ionization vacuum gauge having a sensor unit for detecting the pressure in the vacuum chamber and a control unit for controlling the energization of the filament of the sensor unit. A vacuum pump having a detection unit for detecting rotor rotation speed information, an exhaust system controller having a power supply unit for supplying power to the ionization vacuum gauge , and the rotation speed information being input from the vacuum pump. wherein the exhaust system controller, based on the rotational speed information, at a rotational speed of the pump rotor, the filament burnout of low ionization gauge than the rated speed of the pump rotor can be prevented energizing the lower limit engine speed above If it is determined that there is , power is supplied from the power supply unit, and if it is determined that the number of rotations is less than the lower limit of energization, the power supply from the power supply unit is stopped.
The exhaust system controller according to the preferred embodiment of the present invention includes a signal generator that generates a signal to be output to the control unit of the ionization vacuum gauge, and is an exhaust system controller in which pump rotor rotation speed information is input from the vacuum pump. Therefore, based on the rotation speed information, the signal generation unit states that the rotation speed of the pump rotor is lower than the rated rotation speed of the pump rotor and is equal to or higher than the lower limit rotation speed of energization capable of preventing filament burnout of the ionization vacuum gauge. When it is determined, the first filament energization control signal for permitting filament energization is generated, and when it is determined to be less than the lower limit of energization rotation speed, the second filament energization control signal for prohibiting filament energization is generated.
The controller for an exhaust system according to a preferred embodiment of the present invention is a controller for an exhaust system that includes a power supply unit that supplies power to an ionization vacuum gauge and receives pump rotor rotation speed information from a vacuum pump. When the supply unit determines based on the rotation speed information that the rotation speed of the pump rotor is lower than the rated rotation speed of the pump rotor and is equal to or higher than the lower limit rotation speed of energization capable of preventing filament burnout of the ionization vacuum gauge. Supply power to the ionization vacuum gauge, and when it is determined that the number of rotations is less than the lower limit of energization, the power supply to the ionization vacuum gauge is stopped.
本発明によれば、真空チャンバに設けられた電離真空計のフィラメント焼損を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent filament burnout of the ionization vacuum gauge provided in the vacuum chamber.
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
−第１の実施の形態−
図１は、真空装置に搭載された真空ポンプ１を示す図である。真空チャンバ４の排気ポート４ａには真空ポンプ１が接続され、ゲージポート４ｂには真空計２が取り付けられている。真空ポンプ１は、ポンプロータ（不図示）を有するポンプユニット１１と、ポンプユニット１１を駆動制御するコントロールユニット１２とで構成されている。本実施の形態では、真空ポンプ１にターボ分子ポンプが用いられており、ポンプユニット１１に設けられた排気口１１５には、バックポンプ３が接続されている。図１に示す構成では、バックポンプ３は、真空チャンバ４の粗引きポンプとしても用いられる。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
− First Embodiment −
FIG. 1 is a diagram showing a
真空計２は、電源端子２１および信号入力端子２２を備えている。信号入力端子２２は、信号ライン２３によってコントロールユニット１２の信号出力端子１２０と接続されている。コントロールユニット１２には、ポンプ情報を表示する表示部１２１や起動スイッチ等の操作入力部１２２が設けられている。
The
図２は、真空ポンプ１および真空計２の概略構成を示すブロック図である。図２に示す真空計２はトランスデューサ型真空計と呼ばれるもので（例えば、WO2011/099238A1参照）、圧力を検出するセンサ部である測定子２Ａと、測定子２Ａに接続される電源部２Ｂとが一体に設けられている。なお、本実施の形態ではトランスデューサ型真空計を例に説明するが、測定子２Ａと電源部２Ｂとが別体の構成、すなわち、測定子と計測器（電源部２Ｂに相当）とで構成される真空計にも同様に適用することができる。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a
測定子２Ａは熱陰極型電離真空計の一種であるBayard-Alpert型電離真空計であって、フィラメント２００、グリッド２０１、イオンコレクタ２０２の三つの電極で構成される。グリッド２０１に正のグリッド電圧を印加すると共にフィラメント２００を通電加熱すると、フィラメント２００からグリッド２０１に向かって熱電子が放出される。熱電子が気体分子に衝突すると電離によって気体分子がイオン化され、正に帯電したイオンが生成される。イオンコレクタ２０２にはフィラメント電位に対して負の電圧が印加され、生成されたイオンはイオンコレクタ２０２により捕集される。
The
電源部２Ｂには、電源回路２０３、制御部２０４および電流計２０５が設けられている。電源回路２０３には電源端子２１を介してＤＣ電力が供給される。制御部２０４には信号入力端子２２を介して後述するフィラメント通電制御信号が入力される。電流計２０５はイオンコレクタ２０２に流れるイオン電流を計測し、検出結果を制御部２０４に入力する。
The
電源回路２０３は、フィラメント２００への電流の供給、グリッド２０１およびイオンコレクタ２０２への電圧の印加を行う。制御部２０４は、電源回路２０３を制御するとともに、電流計２０５で計測されたイオン電流に基づく圧力の算出、信号入力端子２２から入力されたフィラメント通電制御信号に基づくフィラメント２００の通電のオンオフ制御を行う。
The
真空ポンプ１のポンプユニット１１は、ポンプロータ１１０、ポンプロータ１１０を非接触支持する磁気軸受１１１、ポンプロータ１１０を回転駆動するモータ１１２、ポンプロータ１１０の回転数を検出するための回転数センサ１１３を備えている。コントロールユニット１２は、前述した信号出力端子１２０、表示部１２１および操作入力部１２２の他に、磁気軸受１１１を駆動制御する軸受制御部１２３、モータ１１２を駆動制御するモータ制御部１２４、回転数演算部１２５、信号生成部１２６を備えている。
The
回転数演算部１２５は、回転数センサ１１３からの検出信号に基づいてポンプロータ１１０の回転数を算出する。信号生成部１２６は、回転数演算部１２５で算出された回転数に基づいて後述するようなフィラメント通電制御信号を生成する。具体的には、回転数演算部１２５で算出された回転数が真空ポンプ１の定格回転数ｎ０よりも低く設定された所定回転数ｎ１（以下では、通電下限回転数と呼ぶ）未満の場合には、フィラメント通電を禁止する信号（以下では通電オフ信号と呼ぶ）をフィラメント通電制御信号として出力する。一方、回転数が通電下限回転数ｎ１以上の場合には、フィラメント通電を許可する信号（以下では、通電オン信号と呼ぶ）をフィラメント通電制御信号として出力する。
The rotation
通電下限回転数ｎ１の設定方法としては、例えば、標準的な真空チャンバに真空ポンプ１を接続し、実際に大気突入実験を行い圧力と回転数との相関データを取得する。この場合、圧力を計測する真空計には電離真空計ではなく、大気圧付近まで測定可能な他の形式の真空計を用いる。そして、取得された相関データから、電離真空計のフィラメント焼損を防止できる回転数を通電下限回転数ｎ１に設定する。
As a method of setting the lower limit rotation speed n1 of energization, for example, a
図３は、本実施の形態におけるフィラメント通電制御を説明する図である。図３は真空ポンプ１の起動から停止までの動作を示したものであり、定常運転中に大気突入があって圧力の急上昇があった場合を示している。図３（ａ）は起動から停止までのポンプロータの回転数を示しており、横軸はポンプ起動からの経過時間を表す。同様に、図３（ｂ）は真空計２による真空チャンバ４の圧力計測値を示し、図３（ｃ）はフィラメント通電制御信号を示す。
FIG. 3 is a diagram illustrating filament energization control in the present embodiment. FIG. 3 shows the operation from the start to the stop of the
先ず、図３（ａ）を参照して、起動から停止までにおける回転数の変化について説明する。時刻ｔ＝ｔ０にコントロールユニット１２の操作入力部１２２を操作して真空ポンプ１を起動すると、モータ１１２によるポンプロータ１１０加速動作が開始され、時間の経過と共に回転数が上昇する。時刻ｔ２において定格回転数ｎ０に達すると、加速動作から回転数を定格回転数ｎ０に維持する定格回転動作に移行する。なお、時刻ｔ１は、加速動作時において回転数が通電下限回転数ｎ１に達する時間である。
First, with reference to FIG. 3A, the change in the number of revolutions from the start to the stop will be described. When the
時刻ｔ３において大気突入が発生する。この場合、急激なガス流入によりチャンバ圧力が大きく上昇するので、モータ制御部１２４は回転数を定格回転数ｎ０に維持できなくなり、回転数が大きく低下する。回転数は時刻ｔ４において通電下限回転数ｎ１となる。その後、ガス流入が停止すると、低下した回転数を定格回転数ｎ０へと加速する再起動動作が行われる。その結果、時刻ｔ５には回転数が通電下限回転数ｎ１となり、時刻ｔ６において定格回転数ｎ０に達する。その後、時刻ｔ７において停止操作により減速動作に移行すると、回転数が低下する。
Atmospheric inrush occurs at time t3. In this case, since the chamber pressure rises significantly due to the sudden inflow of gas, the
図３（ａ）に示すような回転数変化を示す運転状況に対して、コントロールユニット１２に設けられた信号生成部１２６は、図３（ｃ）に示すようなフィラメント通電制御信号を出力する。フィラメント通電制御信号はhigh状態とlow状態の２つの状態を取る信号であり、high状態が上述した通電オン信号に相当し、low状態が通電オフ信号に相当する。時刻ｔ０から時刻ｔ１まで、および、時刻ｔ５から時刻ｔ７までは回転数が通電下限回転数ｎ１以上なので、フィラメント通電制御信号として通電オン信号が出力される。一方、時刻ｔ０から時刻ｔ１まで、時刻ｔ４から時刻ｔ５までは回転数が通電下限回転数ｎ１未満なので、フィラメント通電制御信号として通電オフ信号が出力される。
The
また、停止操作後の期間ｔ７〜ｔ８についても、フィラメント通電制御信号として通電オフ信号を出力する。これは、停止操作後は圧力値を取得する必要性がないので、フィラメント通電をオフとする。もちろん、停止操作後も、回転数が通電下限回転数ｎ１以上の期間においては通電オン信号を出力、回転数が通電下限回転数ｎ１未満になったならば通電オフ信号を出力するようにしても良い。 Further, the energization off signal is output as the filament energization control signal also during the periods t7 to t8 after the stop operation. Since it is not necessary to acquire the pressure value after the stop operation, the filament energization is turned off. Of course, even after the stop operation, the energization on signal is output during the period when the rotation speed is the lower limit rotation speed n1 or more, and the energization off signal is output when the rotation speed becomes less than the lower limit rotation speed n1. good.
その結果、圧力計測値は、図３（ｂ）の実線で示すように、フィラメント通電制御信号が通電オン信号となる期間（時刻ｔ１〜ｔ４，時刻ｔ５〜ｔ７）のみで取得される。点線は、通電オフ信号が出力されている期間におけるチャンバ圧力を示したものである。時刻ｔ３で大気突入が発生するとチャンバ圧力は急激に上昇するが、時刻ｔ４においてフィラメント通電がオフされるので、フィラメント焼損を防止することができる。 As a result, as shown by the solid line in FIG. 3B, the pressure measurement value is acquired only during the period (time t1 to t4, time t5 to t7) when the filament energization control signal becomes the energization on signal. The dotted line shows the chamber pressure during the period when the energization off signal is output. When the atmospheric inrush occurs at time t3, the chamber pressure rises sharply, but the filament energization is turned off at time t4, so that filament burnout can be prevented.
（Ｃ１）以上のように、本実施の形態では、真空ポンプ１は真空計２の信号入力端子２２に接続される信号出力端子１２０を備えており、回転数演算部１２５で検出されたポンプロータ１１０の回転数が定格回転数ｎ０よりも低い通電下限回転数ｎ１以上の場合にはフィラメント通電を許可する通電オン信号を、通電下限回転数ｎ１未満の場合にはフィラメント通電を禁止する通電オフ信号を信号生成部１２６で生成し、信号出力端子１２０から出力する。そのため、信号出力端子１２０から出力されるフィラメント通電制御信号を真空計２の信号入力端子２２に入力することで、圧力上昇時のフィラメント通電オフ動作を適切に行うことができる。
(C1) As described above, in the present embodiment, the
保護回路が作動する圧力までチャンバ圧力が上昇するのを待ってからフィラメント通電をオフする従来の構成では、大気突入のように圧力が急激に上昇する場合には通電オフが間に合わないおそれがあった。しかし、本実施の形態では真空ポンプ１の回転数に基づいてフィラメント通電オフ動作を行わせるので、フィラメントが焼損しない圧力タイミングで通電オフとすることが容易となり、フィラメント焼損を防止することができる。
In the conventional configuration in which the filament energization is turned off after waiting for the chamber pressure to rise to the pressure at which the protection circuit operates, there is a risk that the energization off will not be in time when the pressure rises sharply such as when entering the atmosphere. .. However, in the present embodiment, since the filament energization off operation is performed based on the rotation speed of the
ところで、図３（ｂ）の図において、ポンプ停止状態でバックポンプによる排気が行われる前は、チャンバ圧力は大気圧である。また、ポンプ加速開始直後や停止動作終了直前においては真空ポンプ１の排気作用はほとんど無いので、チャンバ圧力は比較的高くなっている。そのため、従来の真空計を用いる場合、これらの期間において誤って真空計２の電源をオンした場合には、フィラメントを焼損してしまう可能性が大きい。しかしながら、本実施の形態では、加速動作中や停止動作中に真空計２の電源がオン状態であっても、回転数が通電下限回転数ｎ１未満であればフィラメント通電はオフ状態とされるので、そのような期間におけるフィラメント焼損を確実に防止することができる。
By the way, in the figure of FIG. 3B, the chamber pressure is atmospheric pressure before the exhaust by the back pump is performed in the pump stopped state. Further, since there is almost no exhaust action of the
（Ｃ２）また、図１に示す真空チャンバ４に対して、フィラメント通電制御信号入力用の信号入力端子２２を有する真空計２と上述した真空ポンプ１とを備える真空排気システムを適用することで、チャンバ圧力を計測する測定子２Ａのフィラメント２００の焼損を防止することができる。
(C2) Further, by applying a vacuum exhaust system including a
−第２の実施の形態−
図４は、第２の実施の形態を示す図である。第２の実施の形態では、真空ポンプ１と真空計２とを含む真空排気システムに、システム用の外部コントローラ５をさらに設けた。外部コントローラ５には、真空ポンプ１の状態を表すポンプ情報がコントロールユニット１２から入力されると共に、回転数演算部１２５から回転数に関する情報が入力される。また、真空ポンプ１を外部コントローラ５からリモート操作するための信号が、外部コントローラ５からコントロールユニット１２へ入力される。
-Second embodiment-
FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment. In the second embodiment, the vacuum exhaust system including the
ポンプ情報としては、モータ電流値、モータ温度、ポンプ温度や、ポンプ運転状態（加速中、停止動作中、異常状態など）等に関する種々の情報がある。外部コントローラ５には、上述したポンプ情報や回転数を表示する表示部５１、真空ポンプ１をリモート操作するための操作部５２が設けられている。さらに、外部コントローラ５には、回転数演算部１２５から入力される回転数情報に基づいてフィラメント通電制御信号を生成する信号生成部５３も設けられている。なお、本実施の形態では、回転数演算部１２５からは回転数情報として回転数信号が出力される。
The pump information includes various information regarding the motor current value, the motor temperature, the pump temperature, the pump operating state (acceleration, stop operation, abnormal state, etc.) and the like. The
信号生成部５３で生成されたフィラメント通電制御信号は、真空計２の信号入力端子２２を介して制御部２０４に入力される。信号生成部５３からは、図３（ｃ）に示したフィラメント通電制御信号と同様の信号が出力され、真空計２のフィラメント通電動作は図３（ｂ）の場合と同様に行われる。
The filament energization control signal generated by the
（Ｃ３）第２の実施の形態では、図４に示すように、真空排気システムは、フィラメントを有する測定子２Ａ、測定子２Ａのフィラメント２００の通電を制御する制御部２０４を有する真空計２と、ポンプロータ１１０の回転数情報を検出する回転数センサ１１３，回転数演算部１２５を有する真空ポンプ１と、回転数情報が真空ポンプ１から入力される外部コントローラ５と、を備える。
(C3) In the second embodiment, as shown in FIG. 4, the vacuum exhaust system includes a
そして、外部コントローラ５は、回転数情報に基づいてポンプロータ１１０の回転数がポンプロータの定格回転数ｎ０よりも低い通電下限回転数ｎ１以上であると判断した場合にはフィラメント通電を許可する通電オン信号を、通電下限回転数ｎ１未満と判断した場合にはフィラメント通電を禁止する通電オフ信号をそれぞれ制御部２０４へ出力する。制御部２０４は、通電オン信号が入力されるとフィラメント２００に通電し、通電オフ信号が入力されるとフィラメント２００の通電を停止する。
Then, when the
第２の実施の形態においても、第１の実施の形態の場合と同様にポンプロータ１１０の回転数が通電下限回転数ｎ１未満の場合にはフィラメント２００の通電を停止するので、大気突入の場合のように圧力が急激に上昇する場合でもフィラメント２００の焼損を防止することができる。また、第２の実施の形態では、外部コントローラ５は、真空ポンプ１から出力される回転数情報に基づいてフィラメント通電制御信号を真空計２に入力するので、回転数情報を出力可能な真空ポンプであれば、容易に図４に示すような真空排気システムを構成することができる。
Also in the second embodiment, as in the case of the first embodiment, when the rotation speed of the
（変形例）
図５は、第２の実施の形態の変形例を示す図である。第２の実施の形態では、外部コントローラ５は、図４の信号生成部５３に代えて、真空計２にＤＣ電力を供給するＤＣ供給部５４を備えている。ＤＣ供給部５４は、図３（ｂ）に示す通電期間（ｔ１〜ｔ４、ｔ５〜ｔ７）にＤＣ電力を供給し、非通電期間（ｔ０〜ｔ１、ｔ４〜ｔ５、ｔ７〜ｔ８）にはＤＣ電力の供給を停止する。真空計２へのＤＣ電力が停止されるとフィラメント２００への電流供給も停止するので、フィラメント２００の焼損を防止することができる。
(Modification example)
FIG. 5 is a diagram showing a modified example of the second embodiment. In the second embodiment, the
（Ｃ４）変形例では、外部コントローラ５は、真空ポンプ１から入力される回転数情報に基づいてポンプロータ１１０の回転数が定格回転数ｎ０よりも低い通電下限回転数ｎ１未満と判断した場合には、ＤＣ供給部５４から真空計２への電力供給を停止するので、チャンバ圧力が急上昇するような状況においてもフィラメント２００の焼損を防止することができる。
(C4) In the modified example, when the
なお、図５に示す例では、外部コントローラ５に回転数情報を入力する構成としたが、図４の場合と同様に真空ポンプ１からはフィラメント通電制御信号が出力され、外部コントローラ５はフィラメント通電制御信号に基づいて真空計２への電力供給を制御するようにしても良い。すなわち、外部コントローラ５に真空ポンプ１から通電オン信号が入力されると真空計２へＤＣ電力を供給し、通電オフ信号が入力された場合にはＤＣ電力の供給を停止する。
In the example shown in FIG. 5, the rotation speed information is input to the
上述した実施形態では、磁気軸受式であってさらに回転センサによりポンプロータ１１０の回転数を検出する構成の真空ポンプを例に説明したが、ボールベアリング式の真空ポンプや、回転センサを備えない回転センサレス式の真空ポンプにも適用することができる。
In the above-described embodiment, a vacuum pump having a magnetic bearing type and a configuration in which the rotation speed of the
例えば、図６に示すように、永久磁石とボールベアリングとでポンプロータを支持する回転センサレス式の真空ポンプにも適用することができる。図６に示すポンプユニット１１では、ポンプロータ１１０は永久磁石１１６ａ，１１６ｂを用いた磁気軸受部１１６とボールベアリング１１８とにより支持されている。ポンプロータ１１０はモータ１１２によって回転駆動される。ポンプロータ１１０には複数段の回転翼１１４ａと円筒部１１７ａとが設けられている。一方、回転翼１１４ａに対しては複数段の固定翼１１４ｂが設けられ、円筒部１１７ａに対してはステータ１１７ｂが設けられている。
For example, as shown in FIG. 6, it can be applied to a rotary sensorless type vacuum pump in which a pump rotor is supported by a permanent magnet and a ball bearing. In the
図７は、図６に示すポンプユニットを備える真空ポンプ１の概略構成を示すブロック図である。コントロールユニット１２には、上述した信号出力端子１２０，表示部１２１，操作入力部１２２，モータ制御部１２４，信号生成部１２６が設けられている。モータ制御部１２４は回転センサレス方式のモータ制御部であって、正弦波駆動制御部３００，インバータ３０１，電流検知部３０２，電圧検知部３０３を備えている。回転センサレス方式のモータ制御は、例えば、特開２０１４−９３８１９号公報等に開示されているように一般的な技術であり、ここでは詳細な説明は省略する。
FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of a
電流検知部３０２により検知されたモータ電流値および電圧検知部３０３で検出されたモータ端子電圧値は、正弦波駆動制御部３００に入力される。正弦波駆動制御部３００には、ポンプロータ１１０の回転数を検出する回転数検出部として回転速度・磁極位置推定部３１０が設けられている。回転速度・磁極位置推定部３１０は、モータ電流値およびモータ端子電圧値に基づいてモータ１１２の回転速度ωおよび磁極位置θを推定する。正弦波駆動制御部３００は、回転速度・磁極位置推定部３１０により推定された回転速度ωおよび磁極位置θに基づいて、インバータ３０１のスイッチング素子（不図示）をオンオフ制御するためのＰＷＭ制御信号を生成する。信号生成部１２６は、回転速度・磁極位置推定部３１０で推定された回転速度ωに基づいて上述したようなフィラメント通電制御信号を生成する。
The motor current value detected by the
図７に示す真空ポンプ１は図２に示した真空ポンプ１に対応するものであり、コントロールユニット１２に信号生成部１２６を備えている。しかしながら、図４および５に示す真空ポンプ１のように信号生成部１２６を省略して、回転速度・磁極位置推定部３１０で推定された回転数情報（回転速度ωおよび磁極位置θ）を外部コントローラ５に入力するような構成としても良い。
The
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。例えば、上述した実施形態では真空ポンプ１をターボ分子ポンプとしたが、ロータを高速回転させて排気を行う真空ポンプであればターボ分子ポンプに限定されない。
Although various embodiments and modifications have been described above, the present invention is not limited to these contents. Other aspects conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the
１…真空ポンプ、２…真空計、２Ａ…測定子、２Ｂ…電源部、３…バックポンプ、４…真空チャンバ、５…外部コントローラ、２１…電源端子、２２…信号入力端子、５３…信号生成部、５４…ＤＣ供給部、１１３…回転数センサ、１２０…信号出力端子、１２５…回転数演算部、１２６…信号生成部、２００…フィラメント、２０３…電源回路、２０４…制御部、３１０…回転速度・磁極位置推定部、ｎ０…定格回転数、ｎ１…通電下限回転数 1 ... Vacuum pump, 2 ... Vacuum gauge, 2A ... Stylus, 2B ... Power supply unit, 3 ... Back pump, 4 ... Vacuum chamber, 5 ... External controller, 21 ... Power supply terminal, 22 ... Signal input terminal, 53 ... Signal generation Unit, 54 ... DC supply unit, 113 ... rotation speed sensor, 120 ... signal output terminal, 125 ... rotation speed calculation unit, 126 ... signal generation unit, 200 ... filament, 203 ... power supply circuit, 204 ... control unit, 310 ... rotation Speed / magnetic pole position estimation unit, n0 ... rated rotation speed, n1 ... lower limit rotation speed
Claims (7)
電離真空計のフィラメント通電制御信号入力端子に接続される信号出力端子と、
前記回転数検出部で検出された回転数が、ポンプロータの定格回転数よりも低い電離真空計のフィラメント焼損を防止できる通電下限回転数以上の場合には、フィラメント通電を許可する第１のフィラメント通電制御信号を生成し、前記通電下限回転数未満の場合にはフィラメント通電を禁止する第２のフィラメント通電制御信号を生成する信号生成部と、を備え、
前記第１および第２のフィラメント通電制御信号を前記信号出力端子から出力する、真空ポンプ。 A rotation speed detector that detects the rotation speed of the pump rotor,
The signal output terminal connected to the filament energization control signal input terminal of the ionization vacuum gauge,
The first filament the rotational speed detected by the speed detecting unit, in the case of more power lower limit engine speed which can prevent filament burnout of low ionization gauge than the rated speed of the pump rotor, to allow the filament current generates a power control signal, and a signal generator for generating a second filament current control signal for prohibiting the filament current in the case of less than the current lower limit rotation speed,
A vacuum pump that outputs the first and second filament energization control signals from the signal output terminal.
前記通電下限回転数は、前記真空ポンプが接続された真空系に大気突入が生じた場合の圧力と回転数との相関データに基づいて設定される、真空ポンプ。 The lower limit rotation speed of the energization is set based on the correlation data between the pressure and the rotation speed when an atmospheric rush occurs in the vacuum system to which the vacuum pump is connected.
電離真空計と、を備える真空排気システムであって、
前記電離真空計は、
前記真空ポンプにより排気される真空チャンバの圧力を検出するセンサ部と、
前記センサ部に設けられたフィラメントの通電を制御する制御部と、
前記フィラメント通電制御信号入力端子と、を備え、
前記制御部は、前記第１のフィラメント通電制御信号が入力されると前記フィラメントに通電し、前記第２のフィラメント通電制御信号が入力されると前記フィラメントの通電を停止する、真空排気システム。 The vacuum pump according to claim 1 or 2 ,
A vacuum exhaust system equipped with an ionization vacuum gauge.
The ionization vacuum gauge
A sensor unit that detects the pressure in the vacuum chamber exhausted by the vacuum pump, and
A control unit that controls the energization of the filament provided in the sensor unit,
The filament energization control signal input terminal is provided.
A vacuum exhaust system in which the control unit energizes the filament when the first filament energization control signal is input, and stops energization of the filament when the second filament energization control signal is input.
前記真空チャンバに接続され、ポンプロータの回転数情報を検出する検出部を有する真空ポンプと、
前記回転数情報が前記真空ポンプから入力される排気システム用コントローラと、を備え、
前記排気システム用コントローラは、前記回転数情報に基づいて、前記ポンプロータの回転数が、ポンプロータの定格回転数よりも低い電離真空計のフィラメント焼損を防止できる通電下限回転数以上であると判断した場合には、フィラメント通電を許可する第１のフィラメント通電制御信号を、前記通電下限回転数未満と判断した場合にはフィラメント通電を禁止する第２のフィラメント通電制御信号をそれぞれ前記制御部へ出力し、
前記電離真空計の前記制御部は、前記第１のフィラメント通電制御信号が入力されると前記フィラメントに通電し、前記第２のフィラメント通電制御信号が入力されると前記フィラメントの通電を停止する、真空排気システム。 An ionization vacuum gauge having a sensor unit that detects the pressure in the vacuum chamber and a control unit that controls the energization of the filament of the sensor unit.
A vacuum pump connected to the vacuum chamber and having a detection unit for detecting rotation speed information of the pump rotor,
A controller for an exhaust system in which the rotation speed information is input from the vacuum pump is provided.
The exhaust system controller, based on the rotational speed information, determines that the rotational speed of the pump rotor, is lower filament burnout ionization gauge can prevent energizing the lower limit engine speed above than the rated rotational speed of the pump rotor the case, the first filament energization control signal for permitting the filament current, outputting a second filament current control signal for prohibiting the filament current when it is determined that less than the current lower limit engine speed to each of the control unit And
The control unit of the ionization vacuum gauge energizes the filament when the first filament energization control signal is input, and stops energization of the filament when the second filament energization control signal is input. Vacuum exhaust system.
前記真空チャンバに接続され、ポンプロータの回転数情報を検出する検出部を有する真空ポンプと、
前記電離真空計に電力を供給する電力供給部を有し、前記回転数情報が前記真空ポンプから入力される排気システム用コントローラと、を備え、
前記排気システム用コントローラは、前記回転数情報に基づいて、前記ポンプロータの回転数が、ポンプロータの定格回転数よりも低い電離真空計のフィラメント焼損を防止できる通電下限回転数以上であると判断した場合には、前記電力供給部から電力を供給し、前記通電下限回転数未満と判断した場合には前記電力供給部からの電力供給を停止する、真空排気システム。 An ionization vacuum gauge having a sensor unit that detects the pressure in the vacuum chamber and a control unit that controls the energization of the filament of the sensor unit.
A vacuum pump connected to the vacuum chamber and having a detection unit for detecting rotation speed information of the pump rotor,
It has a power supply unit that supplies electric power to the ionization vacuum gauge , and includes an exhaust system controller in which the rotation speed information is input from the vacuum pump.
The exhaust system controller, based on the rotational speed information, determines that the rotational speed of the pump rotor, is lower filament burnout ionization gauge can prevent energizing the lower limit engine speed above than the rated rotational speed of the pump rotor when, the power is supplied from the power supply unit stops the supply of electric power from the power supply unit when it is determined that less than the current lower limit rotation speed, vacuum pumping system.
信号生成部は、前記回転数情報に基づいて、前記ポンプロータの回転数が、ポンプロータの定格回転数よりも低い電離真空計のフィラメント焼損を防止できる通電下限回転数以上であると判断した場合には、フィラメント通電を許可する第１のフィラメント通電制御信号を、前記通電下限回転数未満と判断した場合にはフィラメント通電を禁止する第２のフィラメント通電制御信号をそれぞれ生成する、排気システム用コントローラ。 When the signal generator determines based on the rotation speed information that the rotation speed of the pump rotor is lower than the rated rotation speed of the pump rotor and is equal to or higher than the lower limit rotation speed of the ionization vacuum gauge capable of preventing filament burnout. Is a controller for an exhaust system that generates a first filament energization control signal that permits filament energization and a second filament energization control signal that prohibits filament energization when it is determined that the rotation speed is less than the lower limit rotation speed. ..
前記電力供給部は、前記回転数情報に基づいて、前記ポンプロータの回転数が、ポンプロータの定格回転数よりも低い電離真空計のフィラメント焼損を防止できる通電下限回転数以上であると判断した場合には前記電離真空計へ電力を供給し、前記通電下限回転数未満と判断した場合には前記電離真空計への電力供給を停止する、排気システム用コントローラ。 Based on the rotation speed information, the power supply unit determines that the rotation speed of the pump rotor is lower than the rated rotation speed of the pump rotor and is equal to or higher than the lower limit rotation speed of energization capable of preventing filament burnout of the ionization vacuum gauge. In this case, an exhaust system controller that supplies power to the ionization vacuum gauge and stops power supply to the ionization vacuum gauge when it is determined that the number of revolutions is less than the lower limit of energization.
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